З’єднання проводів зварюванням - Все про РадіоЕлектроТехнік
Крім описаних раніше способів з'єднання проводів (дивіться статтю Способи з'єднання проводів: від скруток до паяння) досить широко останнім часом застосовується зварювання.
Зварне з'єднання краще всіх інших: з його допомогою найпростіше отримати досить надійний і якісний контакт. Тому термін безвідмовної роботи електропроводки виходить дуже великим.
Зараз проводка найчастіше виконується мідним дротом, алюмінієвий провід намагаються не застосовувати. Тому далі йтиметься в основному про зварювання мідних проводів.
Зварювання мідних проводів можна проводити як змінним, так і постійним струмом при напрузі 12 - 36В, при цьому слід передбачити можливість регулювання струму зварювання. Найбільш підходящим для зварювання дротів слід вважати зварювальний апарат інверторного типу.
Зварювальні апарати інверторного типу
Переваги інверторних апаратів широко відомі. Насамперед, це малі габарити та вага, а деякі моделі мають у комплекті ремінь для носіння через плече. Це дозволяє повісити апарат на ремені через плече і піднявшись по сходах-драбинці робити зварювання скруток в коробці розпаювання.
Зварювальні інвертори, як правило, мають широкий діапазон регулювання зварювального струму. Дуга у таких апаратів дуже стійка, добре запалюється при малих струмах зварювання, тому навіть малодосвідчений зварювальник дуже скоро може досягти чудових результатів, отримати хорошу якість зварних з'єднань.
Також до переваг інверторних апаратів слід віднести мале енергоспоживання порівняно із звичайними трансформаторними зварювальниками. Тому цілком можливе підключення до побутової електропроводки: не спостерігатиметься миготіння світла та збоїв у роботірізної побутової апаратури, не буде скарг сусідів.
Зварювання мідних проводів так само небезпечне, як і звичайне зварювання сталі. Повною мірою зберігається небезпека нахопитися зайчиків і отримати опіки від розплавленого металу. Тому роботи зі зварювання проводів слід проводити у зварювальній масці, зварювальних рукавицях. Спецодяг також має передбачати роботу зі зварюванням. Крім того, необхідно дотримуватися всіх заходів пожежної безпеки та правил техніки безпеки, як при звичайних зварювальних роботах.
Для зварювання мідних проводів застосовуються спеціальні вугільні електроди, які часто називають «олівець». У разі відсутності таких спеціальних електродів можна використовувати звичайний вугільний стрижень від непридатної батареї. При цьому зварювальний струм, залежно від діаметра і кількості проводів, що зварюються можна рекомендувати, хоча б орієнтовно, в межах, як зазначено нижче.
Зварювальний струм 70А достатній для зварювання двох мідних проводів перетином 1,5 мм2, для трьох таких проводів потрібно 80 - 90А. Для двох - трьох дротів перерізом 2,5 мм2 струм досягає вже 80 - 100А, а для трьох-чотирьох 100 - 120А.
Наведені цифри слід вважати орієнтовними, оскільки мідь, яка використовується у проводах, залежно від виробника за складом та властивостями відрізняється дуже значно. Відповідно відрізнятимуться і режими зварювання.
Оптимальним вважається той режим, коли електрод не прилипає до місця зварювання, а дуга буде стійкою. Це поєднання досягається вже у процесі роботи дослідним шляхом. Приблизно такими межами слід керуватися, набуваючи інверторного зварювального апарату. Якщо апарат передбачається використовувати лише для подібних робіт, то потужніший не знадобиться.
Технологія зварювання проводів
Власне зварювання складається з кількох технологічних операцій. Спочатку з проводів слід зняти оболонку та ізоляцію, після чого виконати скручування. Отриману скрутку підрізати так, щоб кінці всіх проводів були на одному рівні, а довжина скрутки вийшла б не менше 50 мм.
Після цього на скручування встановлюється мідний тепловідвідний затискач, і підключається маса зварювального апарату. Після цих операцій до кінця скручування підносять торець зарядженого в держак вугільного «олівця» і виробляють зварювання. В результаті на кінці скручування повинна утворитися акуратна кулька розплавленої міді, після чого зварювання слід припинити. Щоб не розплавити ізоляцію проводів, час зварювання кожного скрутки не повинен перевищувати 1 - 2 сек. Після того, як зварені скручування охолонуть, їх слід ізолювати за допомогою ізоляційної стрічки або, що більш сучасно, за допомогою термозбіжної трубки.
Самодельні апарати для зварювання проводів
Інверторні апарати для зварювання скручування дуже хороші, але їм притаманний один недолік, мабуть, єдиний. Це найвища ціна. Тому придбання такого апарату стає доцільним, коли виконання зварювальних робіт проводиться регулярно, а не час від часу, наприклад в умовах спеціалізованих електротехнічних бригад і підприємств. Якщо ж планується просто заміна електропроводки в двох або трьох кімнатних квартирах власними силами, то цілком можливо обійтися саморобним зварювальним апаратом, навіть просто трансформатором, відповідної потужності.
Як такий трансформатор цілком підійде трансформатор серії ТБС (Трансформатор Броньовий Верстатний), показаний на малюнку 1 .
Малюнок 1 . Трансформатор серії ТБС
Для зварювання дротів цілком підійде трансформатор потужністю не менше 600 Вт танапругою вторинної обмотки 9 – 36В. До вторинної обмотки підключається тримач електрода та затискач для підключення «маси».
Зварювання здійснюється вугільним електродом (стрижень із батарейки) у такий же спосіб, як було написано вище для інверторного зварювального апарату. Власне весь процес той самий: від зачистки дротів і до торкання скрутки вугільним стрижнем і подальшої ізоляції скруток.
За відсутності такого трансформатора його легко виготовити самостійно. Для цього буде потрібно Ш - подібне трансформаторне залізо з площею сердечника не менше 30 см2. При площі 30 см2 і мережевому напрузі 220В первинна обмотка містить 293 витки, виконаних обмотувальним проводом діаметром 0,8 - 1,0 мм.
Вторинна обмотка намотується в три дроти діаметром 3 мм, або більш тонким в чотири - п'ять проводів, але щоб загальна площа була не менше 15 - 20 мм2. При напрузі вторинної обмотки 10В вона має при зазначеному залозі містити 13 витків.
Якщо немає саме такого заліза, то кількість витків можна визначити за наведеними нижче формулами.
За цими формулами визначається число витків для первинної та вторинної обмоток, де S – площа осердя, 40 – емпіричний коефіцієнт (може лежати в межах 40 - 60, чим краще залізо, тим менша цифра), U1 напруга мережі (220В), U2 – необхідна напруга вторинної обмотки. До речі, ця формула підходить для розрахунку будь-якого трансформатора, не обов'язково зварювального.
Так само, як і в попередньому випадку, знадобиться зварювальна маска або окуляри і рукавиці, інакше опіки розплавленим металом або «зайчики» в очах гарантовані. Для спрощення процесу зварювання можна скористатися спеціальним затискачем, показаним малюнку 2 .
Малюнок 2 . Пристрій для зварювання скруток
Конструкція пристрою нескладна і зрозуміла з малюнка. Напруга від зварювального трансформатора за допомогою проводів 2 підводиться до верхньої (рухомий важіль) і нижньої (основа) частин, з'єднаних між собою ізоляційною пластиною 3, за допомогою шарніра 4. На підставі закріплений вугільний електрод 1 з поглибленням для флюсу, як використовується звичайна бура, що продається в аптеках.
Провід 2 повинні бути якомога коротшими, а переріз мати по можливості максимальний, не менше, ніж переріз вторинної обмотки трансформатора. Мережевий вимикач повинен бути якомога ближче, краще, якщо це буде прохідний вимикач на дроті, як у торшера.
Процес зварювання у разі виглядає так. Спочатку барашковим затискачем на рухомому важелі закріплюється скручування, що зварюється. У заглиблення вугільного електрода засипається флюс, важелі стискаються рукою. Після цього подається напруга на зварювальний трансформатор, і в поглибленні вугільного електрода під шаром флюсу утворюється кулька. Трансформатор після цього слід відключити і почекати час, поки кулька охолоне прямо в пристрої.
Час зварювання зазвичай визначається практично, тому спочатку слід потренуватися на непотрібних обрізках проводів. За допомогою даного пристосування можливе зварювання алюмінієвих дротів, а також алюмінію та міді. Методи виконання скручування для цього випадку показані на малюнку 3 .